[发明专利]一种兼具沼气产量增效作用的沼渣分解剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种兼具沼气产量增效作用的沼渣分解剂及其应用。

背景技术

面对能源减少的现状，沼气发酵是开发生物质能源的重要方法，沼气发酵是效率高、技术成熟的方法，对改变能源结构，减少对矿物燃料的依赖将会有重要意义。例如，江苏太仓上海星火农场把2700头奶牛的粪便进行沼气发酵产生近3000m³沼气可解决2700户居民炊事用气。同时，沼气发酵也是高浓度有机废水及废物的重要处理手段，沼气发酵能够处理禽畜业粪污，减少污物的堆积，对环境的净化有重要作用。

沼气发酵的原料常采用农村畜禽养殖场处理动物粪尿液污水，而动物粪尿液污水普遍采用厌氧沼气池进行前置发酵处理，主要存在问题是在厌氧沼气池的日常使用过程中，畜禽动物粪便中普遍存在各类未消化利用饲料残渣，不能被沼气池中的厌氧菌进行分解消化，从而在沼气池中进行沉积，降低沼气池厌氧发酵效率和使用年限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种兼具沼气产量增效作用的沼渣分解剂及其应用，所述分解剂不仅能有效清除利用发酵原料沉积物，还能提高沼气的产率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种兼具沼气产量增效作用的沼渣分解剂，包括以下含量组分：纤维素酶、木聚糖酶、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和载体；每克载体中纤维素酶活力为1.8～2.4×10⁵U，木聚糖酶活力为0.8～1.2×10⁵U，枯草芽孢杆菌的活菌数为(180～220)亿CFU，地衣芽孢杆菌的活菌数为(90～120)亿CFU。

优选的，每克载体中纤维素酶活力为2.0×10⁵U，木聚糖酶活力为1.0×10⁵U，枯草芽孢杆菌的活菌数为200亿CFU，地衣芽孢杆菌的活菌数为100亿CFU。

优选的，所述纤维素酶为β-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶。

优选的，所述木聚糖酶为β-1,4-内切木聚糖酶、β-木糖苷酶和α-L-阿拉伯糖苷酶中的一种或多种。

优选的，所述枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌处于对数期生长阶段。

优选的，所述载体为脱脂米糠。

优选的，所述脱脂米糠的粒径为40～60目。

本发明提供了所述兼具沼气产量增效作用的沼渣分解剂在提高沼气发酵中沼气产量和/或沼渣降解效率中的应用。

优选的，所述沼气发酵的原料为畜禽粪尿液。

优选的，每100立方米沼渣使用0.6～1kg兼具沼气产量增效作用的沼渣分解剂。

本发明提供了一种兼具沼气产量增效作用的沼渣分解剂，包括载体和负载在所述载体上的纤维素酶、木聚糖酶、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。在本发明中，纤维素酶和木聚糖酶会对沼渣中未消化利用饲料残渣进行酶解，将残渣中粗纤维植物长链纤维降解为容易被微生物吸收利用的短链纤维，同时对残渣中植物细胞壁进行酶解，释放出的木聚糖、非淀粉多糖经过水解转化生成易于被微生物吸收利用的葡萄糖等单糖。在酶解过程中形成的短链植物纤维及葡萄糖等单糖在枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的作用下进行消化分解，进一步对残渣、沼渣进行分解，从而达到快速分解沼渣的效果。实验证明，将本发明提供的沼渣分解剂投入到老化沼渣中，沼气池压力恢复使用初期水平，明显提升产气量，产气量恢复到日产沼气180～220立方米。

另一方面，在低温厌氧发酵条件下(25℃以下)，水解发酵菌群、产氢产乙酸菌群、同型产乙酸菌群和产甲烷菌群的生物活性逐步降低，造成低温厌氧发酵效率低下，而且沼液流动性变差，产生大量沼渣。本发明提供的分解剂中枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌均为好氧菌属，在沼气池内分解过程中，会消耗粪尿液中氧气，为池内厌氧菌类的厌氧发酵创造优异厌氧环境，从而提高厌氧菌群的发酵活性。本发明从厌氧微生物菌群生态环节入手，为低温环境下的厌氧发酵菌群创造易于消化，易于分解，易于菌群备增的生态环境，从而达到促进低温环境下厌氧发酵效率，彻底分解沼渣，避免沼渣产生的效果。经过2个冬季实验验证，冬季沼气池产气量可以保持在夏季产气量的60～70％，达到日产沼气120～150立方米，沼气池沼气压力可维持3.5～4Kpa，完全解决了低温条件下沼气发酵效率低的问题。

同时，本发明提供的兼具沼气产量增效作用的沼渣分解剂能有效缩短发酵周期，7天消耗沼气池中的沼渣沉积200立方米，大大提高沼气发酵容器的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例3中沼气发酵流程示意图。